Интенсификация теплообмена с использованием напыляемых пористых покрытий

• Автор: Дементьев, Анатолий Иванович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Ангарск
• Количество страниц: 165 с. : ил

Введение.
Глава I. Перспективы применения интенснфикаторов конвективного теплообмена, работающих за счет интенсификации гидродинамического режима и защиты от коррозии теплообменного оборудования.

1.1. Общие положения.

1.2. Интенсификаторы конвективного теплообмена, работающие но принципу винтовой закрутки потока и разрушения пристенных слоев жидкости .
1.3. Влияние коррозии на теплообмен и разработанные способы защиты теплообменников от коррозии.

1.4. Цели и задачи исследований.

Глава . Разработка комплекса испытаний и методов исследования

2.1. Стендовое моделирование условий теплопередачи и коррозии в кожухотрубном теплообменном аппарате

2.2. Стендовые испытания напыленных покрытий при теплообмене

2.3. Установка вращающегося теплопередающего диска

2.4. Разработка методики механических испытаний покрытий

Глава III. Разработка интенснфикаторов конвективного теплообмена на
основе напыляемых дискретных покрытии
3.1. Исследование взаимосвязи теплопередачи и коррозионных процессов в
реальном теплообменном оборудовании с напыленными покрытиями
3.1.1. Коррозия углеродистых сталей в условиях движения среды и теплопередачи .
3.1.2. Исследование влияния образования карбонатносолевых осадков накипи на процесс теплообмена в условиях эксплуатации теплообменного оборудования
3.2. Постановка и анализ задачи моделирования тепловых процессов в пористом слое напыленного покрытия поверхности теплообменной аппаратуры .
3.2.1. Математическая модель тепловых процессов.
3.2.2. Определение параметров математической модели.
3.2.3. Численное исследование тепловых процессов в пористом слое
3.3. Алгоритмы и методы решения задачи течения жидкостей и парожидкостных сред в трубах с спиральными напыленными дискретными шероховатыми покрытиями
3.3.1. Расчет коэффициента теплоотдачи для теплообменных труб с напыленными покрытиями .
Глава IV. Разработка принципов создания напыляемых покрытий для
теплообменных поверхностей.
4.1. Принципы создания дискретных протекторных покрытий и их реализация
4.2. Изучение физикомеханических характеристик напыляемых покрытий.
4.3. Аппаратурнотехнологическое оформление методов нанесения дискретных протекторных покрытий.
Выводы.
Литература


Одновременно следует отмстить и многообразие конструктивных форм каналов, образованных интенсификаторами винтового типа. Однако основными конструкциями являются указанные в начале обзора ленточная вставка и винтовое оребрение для коаксиальных каналов. В работе 6 проведен анализ и обобщение практически всех способов рассматривающих интенсификацию конвективного теплообмена с помощью ленточного оребрения. Анализу и обобщению работ зарубежных авторов посвящена работа . Представлен экспериментальный материал в виде обобщенных зависимостей критериального вида, т. Нуссельта от чисел Рейнольдса, Дина, Прандтля и симплексов типа 5 I или I, где 5 шаг винтовой крутки I, I диаметры трубы и кривизны канала. Ие
1. К Рго,4
1. При этом следует выделить работы , , в которых наиболее полно рассмотрены вопросы интенсификации теплообмена ленточными закручивателями при ламинарном течении реальной жидкости. В перечисленных работах авторы используют при обработке опытных данных среднерасходные характеристики потока без учета реального измерения геометрии канала при установке винтового оребрения. Винтовой характер течения отражают дополнительным введением в уравнении числа 1е или симплексов типа . В проведено обобщение опытных данных по теплоотдаче и сопротивлению в трубах с ленточными закручивателями с учетом реального изменения гидродинамической обстановки. В результате обобщение опытных данных по теплоотдаче проведено с помощью известных уравнений М. А. Михеева для гладких труб, а по гидравлическому сопротивлению с помощью уравнений Гагена уазейля. Следует также отметить, что в уточнены критические числа Рейнольдса для начала ламинарного с макровихрями и турбулентного режимов течения вязкой жидкости в трубах с ленточными закручивателями потока. В работе указано, что в настоящее время большее внимание уделяется интенсификации теплообмена при ламинарных течениях. Очевидно, что такое обилие работ, в том числе и монографий, по интенсификации конвективного переноса в сплошных средах, а особенно при помощи винтового оребрения каналов, вызвано конструктивной простотой интенсификаторов винтового типа и теми значительными эффектами, которых они позволяют достичь. В публикациях рассматривается применение винтового оребрения для турбулентных потоков реальных сред, при этом коэффициент теплоотдачи достигает кратного увеличения. В качестве причин эффектов интенсификации теплообмена авторы перечисленных выше работ указывают эффект оребрения влияние центробежных сил перемешивание объемов жидкости и т. По интенсификации теплообмена при ламинарных течениях реальных жидкостей в литературе имеются отдельные разрозненные данные. В , , , где рассмотрено ламинарное течение реальных жидкостей в трубе с ленточным закручивателем, показано, что коэффициент теплоотдачи увеличивается в раза. Таким образом, можно констатировать тот факт, что для наиболее важной и интересной с практической точки зрения ламинарной области течения недостаточно опытных данных, а также отсутствуют строгие методы расчета гидродинамических и тепловых характеристик. И это наблюдается при ламинарных течениях, для которых традиционны строгие постановки и решения гидродинамических задач. Анализ различных способов интенсификации теплообмена с точки зрения влияния их на техникоэкономические показатели теплообменного оборудования позволил выявить ряд преимуществ, выгодно отличающих применение шероховатых поверхностей теплообмена . Искусственная шероховатость поверхности создается накаткой, навивкой, штамповкой, оребрением с шагом межу ребрами, очехлением металлическими сетками, а так же напылением поверхности нагрева пористым слоем металла. Исследования влияния шероховатости на теплообмен и трение позволили определить оптимальные формы интенсификаторов, теплообменников. К ним относятся винтовые одно и многозаходные выступы, получаемые по известной технологии с помощью накатных роликов и дисков рис. Рис. Рис. Общий вид трубы со спиральным оребрением

Рис. Рис. В 1 показана высокая эффективность многозаходных прямоугольных канавок на внутренних поверхностях труб рис.